毛竹材材性变异的研究

通过对毛竹材纤维形态，组织比量、纤维素含量和基本的分析测定，研究了不同年龄、不同胸径、竹秆不同部位栲生性状的变异特点结果表明，竹材纤维长度主要受竹秆部位的影响，与年龄和胸径无显著相关，组织比量与年龄无显著相关，与胸径有一定相关；纤维素含量和基本密度与年龄、胸径、竹秆部位均有关系，从材性变异特点来看，经营培育小径级毛竹对制浆造纸更有利。     

户外用竹材重组材防霉性能研究

采用竹束浸渍、重组竹材浸渍及直接涂刷三种处理,对比分析同等浓度不同药剂及处理方式对重组竹材的霉腐防治效力。结果表明:华科-108强力杀菌防霉剂和ZJFC-I型水剂防霉剂都具有良好的霉菌抑制效果。而氟酚合剂、硼酚合剂,对试验霉菌具有一定的抑制效果,防治效力中等;3种水性防霉剂采用竹束浸渍处理和竹重组材浸渍处理后,防霉效果差异显著。对竹重组材进行防霉处理的效果显著优于对其制造单元(竹束)进行防霉处理。使用扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对霉变前后毛竹重组材的解剖结构和化学组成进行观察和分析,结果发现竹重组材未经防霉处理,纤维素、半纤维素、木质素均发生不同程度的降解,纤维素和半纤维素降解程度较大,振动趋势有明显改变,说明竹材易发生霉变。而经过ZJFC-I和华科-108防霉处理后的竹材,降解程度稍弱,说明经过这两种防霉剂处理对三大素的降解具有一定的抑制作用。     

饱和蒸汽热处理工艺对毛竹材理化性能及防霉性能的影响北大核心

采用热处理温度为140、160、180℃,热处理时间为20、25、30 min的饱和蒸汽热对毛竹材进行高温改性处理,分析了不同热处理工艺对毛竹材化学成分、结晶度和力学性能的影响,对比了不同热处理工艺条件下毛竹材的防霉效果。结果表明:1)热处理温度在140℃时,竹材中化学成分变化不大。当热处理温度在160℃以上时,竹材中半纤维素和纤维素的含量随热处理时间增加而减少,木质素相对含量呈上升趋势;2)热处理温度和时间都对竹材样品的结晶度有积极的影响;3)热处理温度在140℃时,竹材的弹性模量和静曲强度均比未处理时增加。随着热处理温度的升高和时间的延长,竹材的弹性模量和静曲强度下降,力学性能呈下降趋势。在180℃处理30 min后,处理材的弹性模量和静曲强度较未处理材降低23.15%和19.00%;4)饱和蒸汽热处理竹材的防霉能力与未处理材相比均有提高;热处理温度对竹材的防霉性能的影响大于热处理时间;经180℃处理30 min的竹材其霉变速度最慢,防霉效果最好。     

竹材材性研究概述

在查阅国内外竹材材性研究文献的基础上,系统总结了竹材解剖、物理、力学和化学性质研究的进展并对竹材材性与加工利用的关系的研究提出了一些建议:(1)竹材材性变异大,有必要将性质差异委胸有成竹的单元(如竹篾、竹碎料等)进行分类,然后在对现有的竹材人造板生产工艺进行适当调整的基础上将分类后的竹材单元进行重组、加工、利用;(2)在竹材材性研究方面已做得很多,目前有必要加强竹材人造板性能、开发竹材人造板新用途的研究;(3)竹材天然防霉、防腐性差,竹材防霉防腐剂的开发、防护处理后竹材的物理力学性能等方面都需加强研究。     

不同生长期毛竹材细胞壁力学性能与微纤丝角

【目的】以不同生长期的毛竹材纤维细胞壁为研究重点,在纳米尺度下分别表征不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能,阐明成熟毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能与幼龄竹和过熟竹的差异,为竹材的科学采伐和竹材分级、改性及重组研究与合理利用提供理论依据。【方法】采用滑走显微制片法观察毛竹材横切面显微结构并精准确定其纳米压痕测试部位,应用纳米压痕技术结合非包埋制样法对0.5年幼龄毛竹、4.5年成熟毛竹和10.5年过熟毛竹材纤维细胞壁力学性能进行研究;利用广角X-射线散射法结合高斯拟合算法对不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的微纤丝角进行测算。【结果】毛竹材竹肉横切面显微结构表明,毛竹主要由薄壁组织细胞和维管束组成,维管束由导管和包裹着导管周围的厚壁纤维细胞组成;对其厚壁纤维细胞壁的纳米压痕测试结果表明,3个生长发育期的毛竹材细胞壁力学性能指标有较大不同,其中0.5年幼龄毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度最小,分别为10.7 GPa和0.358 GPa,4.5年成熟毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度均为最大,分别为19.6 GPa和0.498 GPa,10.5年过熟毛竹材的细胞壁硬度和弹性模量居二者之间,分别为17.6 GPa和0.445 GPa;微纤丝角测试结果同样表明不同生长发育期毛竹材细胞壁的微纤丝角不同,其中0.5年幼龄毛竹材微纤丝角最大,为13.5°,4.5年成熟毛竹材微纤丝角度最小,为8.43°,而10.5年过熟毛竹材微纤丝角介于二者之间,为11.9°。【结论】生长期对毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝排列均有影响,幼龄毛竹材纤维细胞壁力学性能与成熟毛竹材纤维细胞壁力学性能有较大差别,随着竹龄增大达到成熟期时,毛竹材纤维细胞壁力学性能达到最大,但毛竹材并不是生长期越长其细胞壁力学性能越好,而是随着竹材老化其力学性能呈下降状态。处于成熟期的毛竹材其纤维细胞壁微纤丝排列与主轴的夹角呈较小状态,也决定了其具有较优的力学性能。依据3个竹龄毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝角测量结果,本研究在细胞壁水平阐明了毛竹材在成熟期时其微观力学性能优于幼龄毛竹材和过熟毛竹材。     

高温热处理竹材重组材工艺及性能

采用加缝处理后的竹篾先进行不同温度的蒸汽高温热处理,再按照热压法生产竹材重组材的方法压制试材,并测试其物理力学性能。结果表明,在试验范围内,竹篾热处理温度越高,压制成的竹材重组材吸水厚度膨胀率越低,尺寸稳定性越好;此外,竹篾经高温热处理后,竹材重组材的力学性能与竹篾未处理材有一定程度的下降,且MOR的下降速率高于MOE。     

毛竹笋,材加工剩余物的饲用价值

对毛竹笋、材加工剩余物作为反刍动物饲料的营养价值进行研究表明，竹笋加工剩余物营养价值较高，可直接或经适当处理后用作饲料，竹材加工剩余物因蛋白质含量低，木质素含量高，直接作为饲料的营养价值不及作物秸秆。由于竹材加工剩余物中含有３／４的碳水化合物，故具有作为反刍动物饲料的潜在价值。对竹材加工剩余物进行氨化处理，可明显提高粗蛋白含量，并使质地变得松软，而竹材加工过程中的高温蒸煮、切削加工和烘干处理等，可破坏其细胞壁，使碎料膨松柔软，降低了粗纤维含量，作为食物纤维素定量的ＮＤＦ、ＡＤＦ和木质素值均有不同程度下降。     

竹龄与竹材部位对毛竹材动态黏弹性的影响

以毛竹材为研究对象,探索不同竹龄、竹秆部位、竹壁部位对毛竹材动态黏弹性的影响。结果表明：在相同的测量条件下,随着测试温度的升高,毛竹材的贮存模量逐渐减小,损耗模量先增大后减小。随着竹龄的增加,毛竹材的贮存模量和损耗模量逐渐增大;在竹秆轴向上,毛竹材的贮存模量和损耗模量自下而上逐渐增大;在竹壁径向上,毛竹材的贮存模量和损耗模量由内而外逐渐增大。     

速生人工林桉树木材材色处理初步研究

试验用漂白剂、酸性染料和其他化学药剂,采用单纯漂白、单纯染色、先漂白再染色和化学着色等4种不同的方案对人工林桉树木材进行材色改良处理研究.结果发现:单纯漂白可获得一定的材色改良效果;硫化物类、过硫酸铵类的药剂配方漂白效果不明显;硼氢化钠类的药剂配方可得到一定的漂白效果;双氧水类、次氯酸钠类的药剂配方可得到很好的漂白效果.单纯染色比较难获得好的材色处理效果.采用先漂白后染色的方法,获得的材色过于鲜艳.采用化学着色的方法,可获得较理想的材色改良效果;草酸类药剂配方着色效果明显,可消除材色缺陷,根据不同的配方和处理工艺可获得从浅粉红色到红棕色的色调;用双氧水做活性剂,引入带发色团的化学药剂,材色改良效果明显,通过调整配方药品的浓度和处理工艺可获得从浅黄色到橙黄色的不同色调和较佳的材质.     

毛竹笋材两用林的改造

当涂全县约8000亩毛竹林,只单一生产竹材,其笋用价值没有得到有效利用.通过对该县金家集体林场的竹林培育改造,有目的地培育毛竹笋材两用林,主要改造措施就是围绕竹林结构的调整和林地条件的改善来实施.     

硅铝凝胶改性防腐剂对竹材表面颜色的影响

为考察硅铝无机防腐处理对竹材表面颜色的影响,以毛竹为材料,采用不同热处理溶液浓度(0、25%、50%、100%)、处理温度(140、160、180℃)和处理时间(1、2h)分别对其进行处理。依照标准色度系统指定表征防腐处理前后竹材表面颜色,通过颜色总色差、明度、红绿色指数、蓝黄色指数的变化,探讨防腐处理工艺参数对竹材表面颜色的影响。通过傅里叶红外光谱和X衍射光谱分析防腐液与竹材结合方式,并使用场发射扫描电子显微镜观察对比处理前后防腐液在竹细胞腔内的分布情况。结果表明,防腐液浓度对竹材色差变化影响较大,随着浓度的增大,竹材色差也随之增大。热处理工艺的处理温度与处理时间对竹材表面颜色的影响也符合传统木材热处理色差变化规律。微观检测发现,防腐剂不仅与纤维有化学键结合,也通过物理吸附以分子团聚形式附着填充在细胞腔内部。     

蒸汽介质热处理对毛白杨木材颜色的影响

以毛白杨木材为研究对象,采用蒸汽介质热处理方法在氧气含量低于2%的密闭容器中以温度170～230℃、时间1～5h的处理条件对其进行热处理。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,色饱和度差ΔC*逐渐减小、色差ΔE*和色相差ΔH*逐渐增大,说明热处理后木材的颜色由原色逐步过渡到深褐色。方差分析和多重比较结果表明:热处理温度比热处理时间对毛白杨木材颜色变化的影响更为重要。此外,进一步得出了色差值与热处理温度、时间三者之间的回归模型。利用此特性,对一些浅色木材进行热处理,可赋予其凝重的颜色,同时还可增强其尺寸稳定性,从而提高其产品附加值,扩大应用领域。     

木、竹、藤材的变色防治

对木材变色的机理、类型、成分和影响因素, 木材变色的预防和消除以及生物防治等研究的最新成果进行了概括总结, 综合论述了木材、竹材和藤材的变色防治研究现状, 得出以下几点结论:(1)低毒或无毒、高效、多功能的防变色剂的研制开发仍是木材工业变色防治研究的重要研究方向。(2)开展色变脱除, 恢复已变色材原有颜色和价值方面的研究很有必要。(3)以菌治菌的生物防治, 污染小, 成本低, 应加强其理论研究和实践应用。(4)通过热处理或光辐射等手段, 诱导木、竹、藤材变色, 进行调色处理, 将成为新的研究方向。(5)与木材相比, 竹材、藤材变色的研究落后, 尤其是藤材变色, 应得到进一步加强。     

高温热处理对水曲柳材色的影响

The color change of ash wood ( Fraxinus mandshurica ) before and after high temperature heat treatment were investigated with WSC-S color difference meter in this paper. The results showed that: the color of treated wood is affected by the processing temperature, the higher the temperature, the darker the appearance, moreover, the change in L~* component can be used for quantitative analysis on color change. The color of treated ash wood by suitable processing temperature could be simulated to some valuable wood, for example, teak wood, some rosewood species, etc. The color of treated wood could be well replicated from laboratory scale experiments to commercial scale production.     

Effect of accelerated aging on some physical and mechanical properties of bamboo

The objective of this study was to investigate the effect of accelerated aging on compression strength, modulus of rupture, modulus of elasticity, color change, volumetric swelling, and volumetric shrinkage of bamboo specimens with and without node sections. In the study, these properties were compared with those of Scots pine and beech wood specimens. Depending on bamboo sections, the aging procedure reduced modulus of rupture, modulus of elasticity, and compression strength. Bamboo specimens showed relatively high strength properties compared to wood specimens due to having high density. Strength properties increased from bottom to top of bamboo culms. The presence of nodes in the specimens reduced compression strength and modulus of rupture but affected modulus of elasticity slightly. Remarkable color changes in specimens were observed after aging. Volumetric swelling and shrinkage of bamboo specimens exposed to aging decreased probably due to heat effect of aging procedure.     

杉木/钙基蒙脱土插层复合材的结构表征

为了对杉木/钙基蒙脱土插层复合材的结构进行表征,笔者通过色差计测定其颜色,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)测定了其微观结构.研究结果表明:1.通过色差计可见,杉木/钙基蒙脱土插层复合材的颜色比未处理杉木深,但杉木的天然纹理并没有被改变.2.通过SEM可见,钙基蒙脱土全部或基本充实整个细胞腔和纹孔腔,且填充完整连续,与细胞壁紧密接触.但杉木的填充存在不均匀性,单个细胞和纹孔中,其填充程度也有差异.3.XRD证明,杉木/钙基蒙脱土捕层复合板材中水溶性酚醛树脂插入到钙基蒙脱土层间,为插层型复合材料.蒙脱土和酚醛树脂在一定程度上撑大了杉木的无定区域.     

热处理对毛竹竹材颜色变化的影响

在空气介质中对毛竹竹材进行热处理,探讨热处理温度(100~220℃)和时间(1~4 h)对竹材材色的影响。结果表明:热处理温度和时间对竹材材色的明度L*、红绿轴色度指数a*和黄蓝轴色度指数b*均有显著影响;随着热处理温度的升高和时间的延长,热处理竹材的总体色差△E*加剧。     

无机复配防霉剂对木竹材性能的影响

为获得低成本、低毒环保、工艺简便且高性能的木竹材防霉剂,采用无机试剂硫酸铜、硼酸及双氧水复配防霉剂,对杨木和毛竹材进行浸渍处理,并考察其防霉功效,同时探究试剂对木竹材物理力学性能的影响,结果表明:浓度为1%硫酸铜、1.5%硼酸与6%双氧水复配的无机试剂抑菌效果较好,且对杨木及毛竹17 d的防治效力达到100%;复配防霉剂对试材的物理力学性能影响不大,但会导致试材表面色差增加。研究结论为低毒无机木竹材防霉剂的开发和应用提供基础理论依据。     

毛竹和重组竹腐朽前后的表面颜色及耐腐性能

以毛竹和重组竹为研究对象,用绵腐卧孔菌(PV)、密粘褶菌(GT)两种褐腐菌和彩绒革盖菌(CV)、变色栓菌(TV)两种白腐菌进行腐朽试验,比较分析了毛竹和重组竹腐朽前后表面视觉性质及其质量损失差异。结果发现:毛竹和重组竹颜色均发生了显著变化,主要表现为明度(L~*)降低,色度值(C)、红绿轴色品指数(a~*)和黄蓝轴色品指数(b~*)显著增大,其中绵腐卧孔菌对毛竹及重组竹的色差影响最大。重组竹(耐绵腐卧孔菌)能达到Ⅰ级强耐腐水平;毛竹(耐绵腐卧孔菌)和重组竹(耐密粘褶菌和彩绒革盖菌)达到了Ⅱ级耐腐水平;毛竹(耐密粘褶菌、彩绒革盖菌和变色栓菌)和重组竹(耐彩绒革盖菌)为Ⅲ级稍耐腐水平。整体来看,重组竹对白腐菌和褐腐菌的耐腐效果好于毛竹。绵腐卧孔菌虽然对毛竹和重组竹的降解能力最弱,但对其颜色变化的影响却最大。扫描电镜可观察到彩绒革盖菌通过毛竹导管壁上的纹孔进入薄壁细胞、伴胞等,同时通过分泌木质素酶导致其细胞壁降解。     

竹材的纳米TiO_2改性及防光变色性能

采用溶胶-凝胶法,在低温条件下制备TiO2溶胶,并利用溶胶在竹材表面负载成膜,完成竹材的TiO2改性,同时利用场发射环境扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDAX)对改性竹材、TiO2进行形貌及结构表征,并重点研究温度、负载次数对TiO2晶型及防光变色性能的影响。结果表明:改性竹材表面负载了径级在40～90nm之间的TiO2颗粒薄膜,可提高竹材的抗光变色性能,其中热处理温度为105℃、经3次负载后的改性竹材,在经过120h加速老化后,其总色差约为空白试样的1/2左右。